IV轉(zhuǎn)換信號(hào)采集前端模塊原理解析

在前面的文章里面有一個(gè)廣為流傳的原理圖，一會(huì)兒在下面會(huì)有這個(gè)圖。

左邊是采集的圖，注意這樣的接法，產(chǎn)生的電壓是負(fù)的

根據(jù)轉(zhuǎn)換的電流的大小，選取對(duì)應(yīng)類型放大器，一般檢測(cè)電流在nA到uA級(jí)的選用CMOS類型，例如TLC2201等芯片，在檢測(cè)nA以下的電流的時(shí)候芯片。首先在類型上要選JFET類型的，JFET類型的運(yùn)放一般都有著極高的阻抗和低偏置電流的特性。

就看參數(shù)就可以，內(nèi)部的一些應(yīng)用其實(shí)也就是那樣，用處不是很大的

這次前級(jí)用這個(gè)

pA

10-15

看去耦電容

這個(gè)圖就三個(gè)部分，采集，放大，偏置

注意第二級(jí)的芯片是LF353，也就是和前級(jí)的搭配輸出是正極的輸出了。

屬于一個(gè)通用運(yùn)算器

這個(gè)參數(shù)怪好的咧

BIAS和GAIN

這個(gè)就是IV里面的另外一種反饋電阻型

這個(gè)是增益的計(jì)算公式

T 網(wǎng)絡(luò)允許我們?cè)诜答?回路中使用更小的電阻值。

這個(gè)是方面的反饋的

OPA192

這個(gè)是高帶寬

有兩種類型的增益與運(yùn)算放大器有關(guān)：信號(hào)增益和噪聲增益。

信號(hào)增益取決于放大器配置。采用同相運(yùn)算放大器配置時(shí)，增益計(jì)算公式為G = (RF/RG) + 1；采用反相配置時(shí)，增益為G = –RF/RG。

兩種配置的噪聲增益相同，可通過(guò)同一個(gè)同相增益公式計(jì)算：NG = (RF/RG) + 1。

電路中放大器的穩(wěn)定性由噪聲增益決定，而非信號(hào)增益。大多數(shù)現(xiàn)代運(yùn)算放大器都能在單位增益下穩(wěn)定，但某些特殊用途的放大器無(wú)法做到這一點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)噪聲增益可為各種應(yīng)用帶來(lái)好處。例如，若要利用一種或多種特性，可能需采用低于其最小穩(wěn)定增益的非完全補(bǔ)償放大器。通常它將不起作用，但若對(duì)噪聲增益進(jìn)行處理，則可“欺騙”放大器，使其誤以為它工作在較高的增益下。驅(qū)動(dòng)高噪聲增益的另一個(gè)絕妙的好處是它提高放大器穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的能力。

取決于具體情況，驅(qū)動(dòng)噪聲增益通常需要在電路中加入一個(gè)電阻或一個(gè)電容。它可能簡(jiǎn)單到只需在反相和同相輸入之間添加一個(gè)電阻、在反相輸入和接地之間添加一個(gè)串聯(lián)RC電路，或者將元器件與輸入或增益電阻并聯(lián)。（這篇文章是來(lái)自于ADI，被廣泛的抄襲轉(zhuǎn)載，我也難以幸免）

對(duì)于小信號(hào)，一般用單位增益帶寬表示。單位增益帶寬，也叫做增益帶寬積，能夠大致表示運(yùn)放的處理信號(hào)頻率的能力。例如某個(gè)運(yùn)放的增益帶寬=1MHz，若實(shí)際閉環(huán)增益=100，則理論處理小信號(hào)的最大頻率1MHz/100=10KHz。

尼瑪?shù)?，我直接?xiě)吧，就是放大倍數(shù)，噪音增益和帶寬的關(guān)系

這里需要注意一個(gè)公式：BW=GBP/NG（增益），閉環(huán)噪聲增益就是放大器增益，就像一個(gè)小電壓源與運(yùn)算放大器同相輸入串聯(lián)。

GBP：gain-bandwidth product

定義：有源器件或電路的增益與規(guī)定帶寬的乘積。

另外：GBWP，GBW，GBP或GB這些名字都是一個(gè)中文蜜汁

全功率帶寬BW：全功率帶寬定義為，在額定的負(fù)載時(shí)，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)恒幅正弦大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出幅度達(dá)到最大（允許一定失真）的信號(hào)頻率。這個(gè)頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地，全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop（Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度）。全功率帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo)，用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

單位增益帶寬GB：?jiǎn)挝辉鲆鎺挾x為，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測(cè)得閉環(huán)電壓增益下降3db（或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707）所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。

單位增益帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo)，對(duì)于正弦小信號(hào)放大時(shí)，單位增益帶寬等于輸入信號(hào)頻率與該頻率下的最大增益的乘積，換句話說(shuō)，就是當(dāng)知道要處理的信號(hào)頻率和信號(hào)需要的增量以后，可以計(jì)算出單位增益帶寬，用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

IV轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)以后，加上了一級(jí)可調(diào)的反相放大器，由于反相放大電路既可以增益也可以衰減，這樣就使得可檢測(cè)信號(hào)范圍大大擴(kuò)展。

最后一級(jí)使用了運(yùn)放作為了減法器，在一般的光電池使用中，都有暗電流影響，減法器可以調(diào)節(jié)輸出0點(diǎn)。或者抬升信號(hào)至0以上，方便單極性ADC的采集。

還有一個(gè)是NE5532

這個(gè)是一個(gè)騷了很多年的音頻運(yùn)放了，沒(méi)想到在這里發(fā)熱

這里要看是低噪音

后面的這個(gè)成本會(huì)小很多，也是一個(gè)很好的替換。

地孔的保護(hù)

審核編輯：湯梓紅